伴随新能源汽车与储能产业的蓬勃发展，锂电池安全日益成为焦点。然而，热失控事故的突发性与破坏力，让单一的监测技术常常力不从心。当电池内部发生剧烈化学反应，表面温度尚未显著升高时，气体已悄然释放——此时仅靠温度监测如同蒙眼捉贼。核心痛点在于：现有监测方法能否在最早时间窗口捕捉到热失控的初始征兆？

监测困局：单一技术的“视力盲区”

依赖单一手段进行电池热失控过程监测，如同仅凭触觉或嗅觉判断环境，存在明显局限：

关键信号遗漏：热失控早期产生的特征气体（如H₂、CO）或内部微小温升，极易被忽略。

误报与漏报风险高：环境干扰、其他设备发热或非危急气体释放，可能导致误警；而信号微弱或被遮挡则造成漏报。

全面态势感知缺失：难以同时掌握电池内部化学反应状态（气体）与外部物理状态（温度分布及蔓延路径）。

实践证明，突破单一技术的瓶颈，实现更可靠的电池热失控过程监测，需要精准匹配不同技术的特性。

技术对决：红外成像 vs. 拉曼气体分析

1. 红外成像技术：温度的忠实记录者

工作原理：感知物体自身发射的红外辐射，将其转换为肉眼可见的温度分布图像。

核心优势：

响应快速：毫秒级捕捉表面温度变化，可视化热扩散过程。

非接触、广覆盖：远程监测大面积区域，适用于电池包整体或模组级别的热异常探测。

直观定位：精准显示高温点及火势蔓延趋势。

关键局限：

内部气体监测“失明”：无法穿透电池外壳感知内部产生的关键预警气体（H₂、CO等）。

环境影响敏感：烟雾、水汽、复杂背景辐射会显著降低监测准确性。

早期预警能力弱：依赖温度显著升高作为判断依据，此时热失控往往已进入难以逆转的剧烈阶段。

2. 拉曼气体分析技术：气体的“指纹识别者”

工作原理：利用激光照射气体分子，分析散射光中独特的“拉曼光谱”，实现对特定气体成分（如H₂、CO、CO₂、碳氢化合物）的实时、原位鉴别与浓度测量。

核心优势：

早期预警先锋：热失控发生初期（如内部短路、SEI膜分解阶段）即能精准识别H₂、CO等标志性气体，提供宝贵预警时间。

高特异性与准确性：每种气体具有唯一光谱“指纹”，不易受其他气体或环境干扰影响，误报率低。

实时定量分析：不仅定性识别，更能连续监测关键气体浓度变化趋势。

关键局限：

成本投入较高：核心激光器与精密光谱分析组件导致系统成本高于红外成像。

近场部署限制：需在电池附近（如模组内、排气通道）布置采样点或探头，安装位置要求高。

可靠性结论：精准匹配需求是关键

对于电池热失控过程监测的核心目标——最大化安全保障，没有放之四海而皆准的“最优”单一技术。选择更可靠的方式，关键在于明确监测阶段的核心需求：

追求最早预警窗口？ 拉曼气体分析是更优解。 其能在热失控化学反应启动初期，精准捕捉微量H₂、CO等关键气体的释放，提供宝贵的逃生或干预时间。研究表明，基于气体的预警可比基于温度的预警提前数分钟甚至更久。

亟需监控火势蔓延路径？ 红外成像不可或缺。 一旦热失控发生并伴随明火或剧烈温升，红外成像能快速定位高温点，清晰呈现热扩散方向和速度，为消防处置提供关键可视化信息。

破局之道：融合部署，构建安全监测体系

提升电池热失控过程监测的可靠性，答案并非非此即彼的选择，而在于多技术融合部署策略：

1.分层布防，优势互补：

第一道防线（早期预警）：在电池模组或系统关键部位（如排气通道、电芯间隙）部署拉曼气体分析传感器，主攻H₂、CO等早期特征气体的实时监测，力争最早警报。

第二道防线（蔓延确认与态势感知）：在电池包/簇级别或关键设备周围部署红外热像仪，一旦收到气体预警或发现异常温升苗头，立即启动持续扫描，追踪热源位置与蔓延趋势。

2.数据融合，智能决策：整合气体浓度数据（拉曼）与温度场图像数据（红外），结合电池运行状态（电压、电流、内阻等），通过先进算法进行多源信息融合分析。这能显著降低单一技术的误报、漏报风险，更准确地判断事件性质（是初期征兆还是已剧烈爆发？）与发展阶段。

3.因地制宜，优化配置：根据具体应用场景（如储能电站、电动公交、家用储能）、电池类型、风险等级和成本预算，灵活调整两类技术的部署密度、位置和优先级。

融合方案已在多个大型储能电站得到验证。国际能源署报告显示，融合系统能将有效预警时间平均提前85%，同时降低误报率60%以上。这表明多技术协同是提升电池热失控过程监测可靠性的重要方向。

总结

锂电池热失控过程监测的可靠性，依赖于对技术特性的深刻理解与精准匹配部署。红外成像技术适合捕捉表面温度异常与蔓延路径，而拉曼气体分析技术则在早期识别关键气体方面表现出色。二者并非替代关系，而是互补的伙伴。最可靠的策略是融合二者的优势，构建分层布防、数据联动、智能决策的电池热失控过程监测体系。 只有打破单一技术的局限，才能为锂电池应用筑起更牢固的安全防线。

鉴知技术简介：

北京鉴知技术有限公司是一家以光谱检测技术为核心的专业公司。基于高灵敏度拉曼光谱技术及智能定量算法，开发了在线气体分析仪和在线拉曼分析仪，已在精细化工，生物制药，钢铁冶金等行业的工艺在线监测中大量使用，为用户显著提升工艺效率和产能。